Question

某溫度時(shí)，在10L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化下表中數(shù)據(jù)

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	2.00	0.00
1	0.90	1.80	0.20
3	0.75	1.50	0.50
5	0.65	1.30	0.70
9	0.55	1.10	0.90
10	0.55	1.10	0.90
14	0.55	1.10	0.90

（1）體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

X+2Y?2Z

；
（2）計(jì)算該反應(yīng)在0～3min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率：

0.017mol/L?min

；
（3）該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率α等于

45%

；
（4）如果該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，改變實(shí)驗(yàn)條件（溫度、壓強(qiáng)、催化劑）得到Z隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)1、2、3（如下圖所示）則曲線(xiàn)1、2、3所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是：1

升高溫度

，2

使用合適的催化劑

，3

增大壓強(qiáng)

．

（5）如果起始加入X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為2.00mol、4.00mol和0mol，在原溫度下達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為α^!，則α^!

＞

α（填＜＞=）．
（6）如果在原溫度下起始加入X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為1.00mol、1.00mol和1.00mol，此時(shí)可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率：υ（正）

＞

υ（逆）（填＜＞=）．

Answer 1

分析：由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，9min時(shí)△n（X）=1mol-0.55mol=0.45mol，△n（Y）=2mol-1.1mol=0.9mol，△n（Z）=0.9mol，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，故為可逆反應(yīng)，物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，n（X）：n（Y）：n（Z）=0.45：0.9：0.9=1：2：2，故反應(yīng)方程式為X+2Y?2Z．
（1）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析達(dá)到平衡時(shí)消耗XY和生成Z的物質(zhì)的量物質(zhì)的量之比，物質(zhì)的量的變化與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比寫(xiě)出化學(xué)方程式；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率概念是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度變化計(jì)算反應(yīng)速率得到；
（3）X的轉(zhuǎn)化率=

X消耗量

X的起始量

×100%計(jì)算得到；
（4）根據(jù)平衡是Z的物質(zhì)的量的變化，結(jié)合反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積增大的反應(yīng)．分析平衡的移動(dòng)，進(jìn)而判斷改變的條件；
（5）恒容容器中加入的XY的起始量增大一倍，相當(dāng)于壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向進(jìn)行；
（6）如果在原溫度下起始加入X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為1.00mol、1.00mol和1.00mol，依據(jù)化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化為起始量，結(jié)合起始量的變化分析平衡移動(dòng)方向；

解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，9min時(shí)△n（X）=1mol-0.55mol=0.45mol，△n（Y）=2mol-1.1mol=0.9mol，△n（Z）=0.9mol，9min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，且反應(yīng)物不為0，故為可逆反應(yīng)，物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，n（X）：n（Y）：n（Z）=0.45：0.9：0.9=1：2：2，故反應(yīng)方程式為X+2Y?2Z；
故答案為：X+2Y?2Z；
（2）0-3min內(nèi)Z的反應(yīng)速率=

△c

△t

=

0.50mol 10L

3min

=0.017mol/L?min；
故答案為：0.017mol/L?min；
（3）由圖表數(shù)據(jù)可知反應(yīng)到9min，反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率=

X消耗量

X的起始量

×100%=

1mol-0.55mol

1mol

×100%=45%；
故答案為：45%；
（4）該可逆反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且為氣體體積增大的反應(yīng)．
由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.9mol，由圖2可知曲線(xiàn)①平衡后，Z的物質(zhì)的量為0.6，Z的物質(zhì)的量減小，故平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，應(yīng)是升高溫度；曲線(xiàn)②平衡后，Z的物質(zhì)的量為0.9mol，Z的物質(zhì)的量未變，應(yīng)是使用催化劑；曲線(xiàn)③平衡后，Z的物質(zhì)的量為0.95mol，Z的物質(zhì)的量增大，應(yīng)是增大壓強(qiáng)，
故答案為：升高溫度；使用合適催化劑；增大壓強(qiáng)；
（5）如果起始加入X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為2.00mol、4.00mol和0mol，在原溫度下達(dá)平衡時(shí)，相當(dāng)于原平衡增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，X的轉(zhuǎn)化率為α^!增大，則α^!＞α，故答案為：＞；
（6）如果在原溫度下起始加入X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為1.00mol、1.00mol和1.00mol，轉(zhuǎn)化為起始量；
X+2Y?2Z；
1.00 1.00   1.00
1.50  2.00   0
和原平衡比較相當(dāng)于在原平衡中加入了0.50molX，平衡正向進(jìn)行，此時(shí)可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率υ（正）＞υ（逆）；
故答案為：＞；

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、外界條件對(duì)平衡的影響、化學(xué)平衡圖象，反應(yīng)速率計(jì)算應(yīng)用等，難度中等．